CN101171450A - 集成板与流体器件的连接结构 - Google Patents
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Abstract
为促进流体管道集成化而提供进一步可紧凑化的集成板与流体器件的连接结构。在使各自的管状流体通路3a、7与环状流体通路4a、8同心配置、通过内外环状垫圈G1、G2将集成板1与阀2以密封状态连接的同心双重流道型的连接结构中,在氟化乙烯树脂制的流体供排口部1A、2A上形成环状突起11、21、31、41,在氟化乙烯树脂制的垫圈G1、G2上形成环状槽51、61,通过将两个流体供排口部1A、2A相互拉靠着进行维持的维持机构I,环状突起与环状槽嵌合以维持形成嵌合密封部10的接合状态,内侧的第1垫圈G1内周面54a兼作管状流道3a、7外壁面,外周面55a兼作环状流体通路4a,8内壁面,而构成多功能化的中间垫圈。
Description
技术领域
本发明涉及一种集成板与流体器件的连接结构,更详细地讲,涉及一种将在半导体制造或医疗及医药品制造、食品加工、化学工业等各种技术领域的制造工序中使用的高纯度液体或超纯水、或者清洗液的管道系统等中预计今后需要的流体用的集成板,与泵、阀、储液器等流体器件经由垫圈以密封状态连通而连接用的连接结构。
背景技术
作为上述连接结构,例如存在使一对供排流道相互连通而将作为流体器件一例的阀与内部形成有流体通路的集成板相连而连接的结构,已知在专利文献1或专利文献2中公开的连接结构。在专利文献1中公开的连接结构,使一对供排流道接近配置,用多个螺栓通过各独立的环状的垫圈以密封不泄漏液体的方式相连连接,在专利文献2中公开的连接结构,使一对供排流道接近配置,仅用一个外螺纹螺母将具有与该一对供排流道相对应的一对流道孔的一个垫圈相连连接。
专利文献1或2所公开的连接结构均采用了使多个流体设备与流体部件集成而安装的结构、即所谓的集成管道结构,这从可实现管道系统整体的紧凑化和模块化方面来说是有用的。因此,为了进一步促进紧凑化或模块化,不用说要将单个流体器件小型化,在实现了该流体器件自身的紧凑化之后,可以预计到产生了对集成板与流体器件的连接结构紧凑化的要求。
另外,在专利文献1或2所公开的连接结构中,通过将夹持垫圈的一对凸缘部彼此用螺栓紧固直到达到规定的面压,可获取有效的密封性能。可是由于不可避免的是螺栓的紧固力随着时间会降低,为此,为了防止紧固力降低、即防止因转矩下降所致的连接部的泄漏,必须定期进行螺栓增紧作业。由于在使用垫圈密封时,需要非常高的紧固力,集成板或流体器件的流体供排口部需要高的强度,同时从该相连连接用的作业性方面考虑也存在不利。
专利文献1:日本特开2001-82609号公报;
专利文献2:日本特开平10-169859号公报。
发明内容
发明所要解决的技术问题
因此,本发明的第1目的在于为了促进使用具有上述优点的集成板的管道系统中的集成化而提供一种可进一步紧凑化的集成板与流体器件的连接结构,并实现了上述目的。本发明的第2目的是提供一种通过对流体的管道系统中的集成板与流体器件的连接结构进行改进,在几乎不用进行螺栓增紧作业就可维持良好的密封性的同时,也改善其装配作业性的集成板与流体器件的连接结构。
解决技术问题的方案
权利要求1的发明为,一种集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,集成板1具有第1流体供排口部1A,该第1流体供排口部1A开口有同心状形成的管状的流体通路3a或环状的流体通路和一个以上的环状的流体通路4a,流体器件2具有第2流体供排口部2A,该第2流体供排口部2A开口有同心状形成的管状的流体通路7或环状的流体通路和一个以上的环状的流体通路8,将集成板1的所述第1流体供排口部1A与流体器件2的所述第2流体供排口部2A,通过使各自的多个流体通路3a、4a、7、8相对应、且在经由介于所述第1流体供排口部1A与所述第2流体供排口部2A之间的多个环状的垫圈G1、G2而使各流体通路3a、4a、7、8密封的状态下连通而连接,
在这种状态下,在所述第1流体供排口部1A以及第2流体供排口部2A上,在开口于各端面的所述各流体通路3a、4a、7、8的外径侧部分形成环状突起21、11、41、31;
所述各垫圈G1、G2由具有挠性的材料构成,且具有为了将所述第1、第2流体供排口部1A、2A的相对应的所述流体通路3a、4a、7、8相互连通而形成的流体路径W1、W2、以及为了与形成于所述第1和第2流体供排口部1A、2A的端面上的所述环状突起21、11、41、31分别嵌合而形成于所述流体路径W1、W2的外径侧部分的一对环状槽51、61;
具备维持机构I,该维持机构I维持着接合状态,该接合状态是使所述第1流体供排口部1A与所述第2流体供排口部2A隔着所述多个垫圈G1、G2而相互拉靠,所述第1流体供排口部1A的所述环状突起21、41与所述各垫圈G1、G2的一端的环状槽51、61嵌合,所述第2流体供排口部2A的所述环状突起11、31与所述各垫圈G1、G2的另一端的所述环状槽51、61嵌合,从而形成嵌合密封部10的状态,
同时,在所述多个垫圈G1、G2中,在所述接合状态下,在内径侧和外径侧这两者上存在所述流体通路的中间垫圈G1,其外周面55a形成为构成壁面的状态,该壁面用于形成环状的流体路径W2,该环状的流体路径W2将存在于所述中间垫圈G1的外径侧的所述第1流体供排口部1A的所述环状的流体通路8以及所述第2流体供排口部2A的所述环状的流体通路4a连通。
权利要求2的发明为,在权利要求1所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,在所述第1和第2流体供排口部1A、2A的端面上的所述环状突起21、11、41、31的内径侧和外径侧上形成有环状推压部分22、23、12、13、42、43、32、33,该环状推压部分抑制或阻止为了形成所述垫圈G1、G2的所述环状槽51、61而向轴心P方向突出形成的内外的周壁端部52、53、62、63因所述环状槽51、61与所述环状突起21、11、41、31嵌合而引起的扩宽变形。
权利要求3的发明为,在权利要求2所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述周壁端部52、53、62、63与所述环状推压部分22、23、12、13、42、43、32、33在所述接合状态下被压接而形成密封部S2。
权利要求4的发明为,在权利要求3所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述环状推压部分22、23、12、13、42、43、32、33形成为具有使所述环状突起侧的侧周面倾斜的锥形周面22a、23a、12a、13a、42a、43a、32a、33a的前窄状的环状突起,以使由所述环状推压部分与所述环状突起21、11、41、31围住的谷部24、25、14、15、44、45、34、35成内窄状,所述周壁端部52、53、62、63形成为前窄状的环状突起,具有与所述环状推压部分22、23、12、13、42、43、32、33的锥形周面22a、23a、12a、13a、42a、43a、32a、33a相抵接的锥形周面52a、53a、62a、63a,并且可自由进入所述谷部24、25、14、15、44、45、34、35内,在所述接合状态下,所述周壁端部52、53、62、63进入所述谷部24、25、14、15、44、45、34、35内,使所述两个锥形周面22a、23a、12a、13a、42a、43a、32a、33a、52a、53a、62a、63a相互压接。
权利要求5的发明为,在权利要求1~4中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述垫圈G1、G2的截面形状呈相对于沿着所述第1和第2流体供排口部1A,2A的轴心P方向的中心线Z和垂直于该中心线Z的中心线X这两者成线对称的近似H型形状。
权利要求6的发明为,在权利要求1~5中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述维持机构I发挥将所述第1流体供排口部1A与第2流体供排口部2A拉靠而获得所述接合状态的拉靠功能。
权利要求7的发明为,在权利要求6所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述维持机构I具有形成于所述第1流体供排口部1A与第2流体供排口部2A的至少任意一个的端部2A(或1A)上的外向法兰9、形成于该外向法兰9上的贯通孔9a、通过该贯通孔9a而与设置在所述第1流体供排口部1A与第2流体供排口部2A的任意另一方1A(或2A)上的螺母部67螺旋紧固的螺栓66,
通过使所述螺栓66与所述螺母部67螺旋紧固,所述第1流体供排口部1A与第2流体供排口部2A隔着所述多个垫圈G1、G2而相互拉靠。
权利要求8的发明为,在权利要求6所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述维持机构I包括:筒状螺母81,其具有与形成在所述第1流体供排口部1A和第2流体供排口部2A的任意一方1A(或2A)的外周部上的外螺纹部1n可自由地螺纹配合的内螺纹部81n;分切环82,其以与形成于所述第1流体供排口部1A和第2流体供排口部2A的任意另一方2A(或1A)的端部上的外向法兰9在所述第1、第2流体供排口部1A、2A的轴心P方向上发生干涉的方式外嵌在所述第1流体供排口部1A和第2流体供排口部2A的任意另一方2A(或1A)的端部上,
在所述筒状螺母8 1的一端部上形成有内向法兰83,该内向法兰83具有容许所述外向法兰9通过且与所述分切环82在所述轴心P方向干涉的开口部83a,
通过所述筒状螺母81对所述外螺纹部1n的紧固操作,所述第1流体供排口部1A与第2流体供排口部2A隔着所述多个垫圈G1、G2而相互拉靠。
权利要求9的发明为,在权利要求1~8中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述垫圈G1、G2由氟化乙烯树脂形成。
权利要求10的发明为,在权利要求1~9中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述第1流体供排口部1A与第2流体供排口部2A由氟化乙烯树脂形成。
权利要求11的发明为,一种集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,集成板1具有开口有管状的流体通路3、4的第1流体供排口部1A,流体器件2具有开口有管状的流体通路7、8的第2流体供排口部2A,在通过介于这些第1流体供排口部1A与第2流体供排口部2A之间的环状的垫圈G而将各流体通路3、4、7、8密封的状态下将集成板的所述第1流体供排口部1A与流体器件2的所述第2流体供排口部2A连通而连接,
在这种状态下,在所述第1流体供排口部1A以及所述第2流体供排口部2A上,在开口于各端面的所述各流体通路3、4、7、8的外径侧部分形成有环状突起11,21;
所述垫圈G由具有挠性的材料构成,并且具有:为了将所述第1、第2流体供排口部1A、2A的相对应的所述流体通路3、4、7、8相互连通而形成的流体路径W;为了与形成于所述第1和第2流体供排口部1A、2A的端面上的所述环状突起11、21分别嵌合而形成于所述流体路径W的外径侧部分上的一对环状槽51,51,
具有维持机构I,该维持机构维持着接合状态,该接合状态是使所述第1流体供排口部1A与所述第2流体供排口部2A隔着所述垫圈G而相互拉靠,所述第1流体供排口部1A的所述环状突起11与所述垫圈G的一端的环状槽51嵌合,所述第2流体供排口部2A的所述环状突起21与所述垫圈G的另一端的所述环状槽51嵌合,从而形成嵌合密封部10的状态。
权利要求12的发明为,在权利要求11所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,在所述第1和第2流体供排口部1A、2A的端面上的所述环状突起11、21的内径侧和外径侧上形成有环状推压部分12、13、22、23,该环状推压部分抑制或阻止为了形成所述垫圈G的所述环状槽51而向轴心方向突出形成的内外的周壁端部52、53因所述环状槽51与所述环状突起11、21嵌合引起的扩宽变形。
权利要求13的发明为,在权利要求12所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述周壁端部52、53与所述环状推压部分12、13、22、23在所述接合状态下被压接以形成密封部S2。
权利要求14的发明为,在权利要求13所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述环状推压部分12、13、22、23形成为具有使所述环状突起侧的侧周面倾斜的锥形周面12a、13a、22a、23a的前窄状的环状突起,以使由所述环状推压部分与所述环状突起11、21围住的谷部14、15、24、25成内窄状,所述周壁端部52、53形成为前窄状的环状突起,具有与所述环状推压部分12、13、22、23的锥形周面12a、13a、22a、23a相抵接的锥形周面52a、53a,并且可自由进入所述谷部14、15、24、25内,在所述接合状态下,所述周壁端部52、53进入所述谷部14、15、24、25内,使所述两个锥形周面12a、13a、22a、23a、52a、53a相互压接。
权利要求15的发明为,在权利要求11~14中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,在所述集成板1上,所述第1流体供排口部1A形成有多个,在所述流体器件2上,所述第2流体供排口部2A与所述第1流体供排口部1A的存在数相对应而形成有多个,并且,这些多个第1和第2流体供排口部1A、2A相互在同一平面上分别隔着垫圈G而可自由地连通而连接。
权利要求16的发明为,在权利要求11~15中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述垫圈G的截面形状呈相对于沿着所述第1和第2流体供排口部1A、2A的轴心P方向的中心线Z和垂直于该中心线Z的中心线X这两者成线对称的近似H型形状。
权利要求17的发明为,在权利要求11~16中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述维持机构I发挥将所述第1流体供排口部1A与第2流体供排口部2A拉靠而获得所述接合状态的拉靠功能。
权利要求18的发明为,在权利要求17所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述维持机构I具有:形成在所述第1流体供排口部1A和第2流体供排口部2A的至少任意一方的端部上的外向法兰9B;形成于该外向法兰9B上的贯通孔9a;通过该贯通孔9a而与设置于所述第1流体供排口部1A和第2流体供排口部2A的任意另一方上的螺母部67螺旋紧固的螺栓66,
通过将所述螺栓66螺旋紧固到所述螺母部67上,所述第1流体供排口部1A与第2流体供排口部2A隔着所述垫圈G相互拉靠。
权利要求19的发明为,在权利要求17所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述维持机构I包括:筒状螺母81,其具有与形成在所述第1流体供排口部1A和第2流体供排口部2A的任意一方的外周部上的外螺纹部1n可自由地螺纹配合的内螺纹部81n;分切环82,其以与形成于所述第1流体供排口部1A和第2流体供排口部2A的任意另一方的端部上的外向法兰9B在所述第1、第2流体供排口部1A、2A的轴心P方向上发生干涉的方式外嵌在所述第1流体供排口部1A和第2流体供排口部2A的任意另一方的端部上,
在所述筒状螺母81的一端部上形成有内向法兰83,该内向法兰83具有容许所述外向法兰9B通过且与所述分切环82在所述轴心P方向干涉的开口部83a,
通过所述筒状螺母81对所述外螺纹部1n的紧固操作,所述第1流体供排口部1 A与第2流体供排口部2A隔着所述多个垫圈G1、G2而相互拉靠。
权利要求20的发明为,在权利要求11~19中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述垫圈G由氟化乙烯树脂形成。
权利要求21的发明为,在权利要求11~20中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构中,其特征在于,所述第1流体供排口部1A与第2流体供排口部2A由氟化乙烯树脂形成。
发明的效果
根据权利要求1的发明,通过将两个以上的流体通路同心状地多重配置,与多个流体通路独立配置的构造相比,成为可使连接结构部分紧凑化的机构。由于分别形成于第1、2流体供排口部上的环状突起与分别形成于垫圈的一端面及另一端面上的环状槽相互嵌合而形成嵌合密封部,能够阻止第1、2流体供排口部间的液漏,可获得优越的密封性。如果例如将如此连接结构用于半导体制造设备中的清洗装置的管道系统,可确保获得良好的密封性和可减少装置的占有面积,在成本上有利,同时,因可确保较大的流道,可具有加大循环流量、提高药液的高纯度、提高合格率方面具有有效的效果。
并且,由于通过维持机构,可将两个流体供排口部相互经垫圈维持在相互拉靠的接合状态,可将集成板与流体器件长期稳定地维持在不液漏、可确保良好的密封性的状态,能够提供一种可靠性优越的集成板与流体器件的连接结构。
但是,一般已知在将凸插入凹的嵌合构造中,即使例如这样的两者相互为同一材质,凸侧的部件几乎也不会变化(压缩变形),凹侧的部件具有扩宽变形的倾向。为此,在本权利要求1中,成为在流体器件上形成作为凸的环状突起,而在垫圈上形成作为凹的环状槽的构成,从而在因蠕动或随时间变化而变形的话,与流体器件相比,垫圈侧作为小的部件,因流体器件侧几乎不变形,因此,通过更换垫圈,具有可低成本地实现长期可维持良好的密封性能的优点的效果。此外,在流体通路形成于垫圈内外上的中间垫圈中,由于成为无论是其内周部还是外周部均兼作流体路径的壁面的构造,内外相邻的流体通路的间隔仅是中间垫圈的厚度,可将多个流体通路尽量在径向上接近配置,具有可使集成板与流体器件的连接结构部分进一步紧凑的优点。结果,通过可实现将多个流体通路同心状配置而连接的集成板与流体器件的连接结构,可提供一种能够有利于促进模块化或紧凑化的流体器件的集成化,长期维持良好的密封性能,可靠性优并且可紧凑化的集成板与流体器件的连接结构。
根据权利要求2的发明,具有如下的作用和效果。正如前述,因在凹凸嵌合中,具有凹侧易扩宽变形的倾向,这意味着在本发明中,因形成环状槽,形成于垫圈上的内外的周壁端部要扩宽变形。为此,因在第1和第2流体供排口部上形成抑制或阻止该周壁端部扩宽变形的环状推压部分,从而解除或减轻了周壁端部的扩宽变形,环状突起与环状槽即使在强压接力下也可嵌合,能够如预期地发挥这两者的嵌合所致的优越的密封性能。并且,由于因环状推压部分的存在,可补充周壁端部的刚性不足,与不存在这些构件相比,可将垫圈的周壁端部的厚度减薄,从而也可获得垫圈的宽度尺寸小、同心状配置的多个流体通路整体的直径紧凑、即作为集成板与流体器件的连接结构可进一步紧凑的优点。
根据权利要求3的发明,在接合状态下,由于第1和第2流体供排口部的环状突起与各垫圈的一端面或另一端面的环状槽形成压接所致的密封部,由此构成密封性优的嵌合密封部,可成为密封性能优的集成板与流体器件的连接结构。
根据权利要求4的发明,在接合状态下,在第1和第2流体供排口部的环状突起与各垫圈的一端面或另一端面的环状槽的嵌合部分的内径侧和外径侧,存在着第1和第2流体供排口部的锥形周面与垫圈的锥形周面压接的构成,通过这些锥形周面相互的压接,可获取连接结构部分的紧凑化(权利要求2)和密封性能提高(权利要求3)的两方面效果。此外,由于为锥形周面相互接触的构造,具有随着各流体器件与垫圈的强制推压,压接力增加,具有可进一步强化上述的紧凑化和密封性能提高的效果的优点,由此,可成为锥形周面相互间不产生贮液的连接结构。
根据权利要求5的发明,由于垫圈形成上下左右成线对称的截面为大致H型形状,与例如非对称形状的截面相比,垫圈容易制作,同时,能够使嵌合于各流体器件中时的平衡(强度平衡、装配平衡)优。由此,作为垫圈的种类也具有1种即可的优点。
根据权利要求6的发明,由于也能够发挥维持机构I不仅维持多重管道接合构造的接合状态,而且可获取将第1流体供排口部与第2流体供排口部拉靠以获得接合状态的拉靠功能,具有无需准备其他的拉靠机构,可省略整体的装配工夫或降低成本的优点。
根据权利要求7的发明,如果在两个流体供排口部的至少一方上形成带孔的外向法兰,则仅通过设有通过该孔的螺栓和设置于另一方的流体供排口部上的螺母部的简单的机构,就可进行两个流体供排口部相互的拉靠并维持。即,能够获得具有通过简单的构造就可作为低成本的带拉靠功能的维持机构和具有各种优点的流体机器相互的连接结构。
根据权利要求8的发明,通过将经分切环而与形成于第1、2流体供排口部的任意一方端部上的外向法兰接合的筒状螺母,只与另一方的第1、2流体供排口部的外螺纹螺旋送进的简单操作,就可使第1、2流体供排口部的环状突起与垫圈的环状槽嵌合,以将集成板与流体器件在密封状态下连通连接,同时,仅停止筒状螺母的螺旋送进就可维持该连接状态的方便且容易处置的带拉靠功能的维持机构可作为紧凑且场所要求低的合理的机构。
另外,由于筒状螺母可自由地外嵌安装在第1或第2流体供排口部的端部并可从其上自由地脱离,在外嵌状态下,外向法兰和分切环这两者在轴向干涉,从而因筒状螺母,第1、2流体供排口部相互可直接连接,并且可将分切环和筒状螺母自由地后安装到第1、2流体供排口部上。此外,用较少的部件并且作为部件的种类只为1种就可成为积极、合理的机构,并且可将筒状螺母的紧固力可靠地传递给外向法兰。因此,在第1或第2流体器件的制造时将筒状螺母外嵌安装到流体供排口部上,不用采用较难的制造机构,使用筒状螺母就可简单且方便地进行将集成板与流体器件连接的操作。
根据权利要求9或10的发明,由于垫圈或两个流体供排口部由具有耐药性和耐热性优的特性的氟化乙烯树脂形成,流体无论为药液还是化学液体,或者还是高温流体,管接头构造部分也不会容易变形和泄漏,可维持良好的密封性。另外,氟化乙烯树脂为用氟置换氢原子一个以上的乙烯和通过其感应体的重合获得的树脂状物质,即使在高温下也稳定,防水性优。另外,磨擦系数小,耐药性也非常高,电绝缘性也高。
根据权利要求11的发明,由于分别形成于第1、2流体供排口部上的环状突起和分别形成于垫圈的一端面和另一端面上的环状槽通过在轴线方向的相对移动而相互嵌合地形成嵌合密封部,即使这两者多少在轴线方向上错动,也可维持着环状突起与环状槽的嵌合状态,可继续发挥着阻止第1、2流体供排口部间液漏的优越的密封性。如果例如将如此连接结构用于半导体制造设备中的清洗装置的管道系统,可确保获得良好的密封性和可减少装置的占有面积,在成本上有利,同时,因可确保较大的流道,可具有加大循环流量、提高药液的高纯度、付与有效利用的效果。
并且,由于通过维持机构,可将两个流体供排口部相互经垫圈维持在相互拉靠的接合状态,可将集成板与流体器件长期稳定地维持在不液漏、可确保良好的密封性的状态,能够提供一种可靠性优越的集成板与流体器件的连接结构。结果,即使不进行螺栓加固也可维持良好的密封性,同时,能够提供也可改善其装配作业性的集成板与流体器件的连接结构。
但是,一般已知在将凸插入凹的嵌合构造中,即使例如这样的两者相互为同一材质,凸侧的部件几乎也不会变形(压缩变形),凹侧的部件具有扩宽变形的倾向。为此,在本权利要求11中,成为在流体器件上形成为凸的环状突起,而在垫圈上形成为凹的环状槽的构成,从而在因蠕动或随时间变化而变形的话,与流体器件相比,垫圈侧作为小的部件,因流体器件侧几乎不变形,因此,通过更换垫圈,具有可低成本地实现长期可维持良好的密封性能的优点的效果。
根据权利要求12的发明,具有如下的作用和效果。正如前述,因在凹凸嵌合中,具有凹侧易扩宽变形的倾向,这意味着在本发明中,因形成环状槽,形成于垫圈上的内外的周壁端部要扩宽变形。为此,因在第1和第2流体供排口部上形成抑制或阻止该周壁端部的扩宽变形的环状推压部分,从而解除或减轻了周壁端部的扩宽变形,环状突起与环状槽即使在强压接力下也可嵌合,能够如预期地发挥这两者的嵌合所致的优越的密封性能。并且,由于因环状推压部分的存在,可补充周壁端部的刚性不足,与不存在这些构件相比,可将垫圈的周壁端部的厚度减薄,从而也可获得垫圈的宽度尺寸小、流体通路整体的直径紧凑即作为集成板与流体器件的连接结构可进一步紧凑的优点。
根据权利要求13的发明,在接合状态下,由于第1和第2流体供排口部的环状突起与各垫圈的一端面或另一端面的环状槽形成压接所致的密封部,由此构成密封性优的嵌合密封部,可成为密封性能优的集成板与流体器件的连接结构。
根据权利要求14的发明,在接合状态下,在第1和第2流体供排口部的环状突起与各垫圈的一端面或另一端面的环状槽的嵌合部分的内径侧和外径侧,存在着第1和第2流体供排口部的锥形周面与垫圈的锥形周面压接的构成,通过这些锥形周面相互的压接,可获取连接结构部分的紧凑化(权利要求12)和密封性能提高(权利要求13)的两方面效果。此外,由于为锥形周面相互接触的构造,具有随着集成板或流体器件与垫圈的强制推压,压接力增加,具有可进一步强化上述的紧凑化和密封性能提高的效果的优点,由此,可成为锥形周面相互间不产生贮液的连接结构。
根据权利要求15的发明,由于集成板与流体器件的连接结构的多个相互在同一平面上构筑,与不在同一平面上的场合相比,具有部件加工少和容易进行装配等的优点。另外,可将各连接结构中的构成部件(第1流体供排口部或垫圈等)通用化或一体化(供排用的各第1流体供排口部通过将一对流体通路形成为一个块体而一体化),也具有更合理的优点。
根据权利要求16的发明,由于垫圈形成上下左右成线对称的截面为大致H型形状,与例如非对称形状的截面相比,垫圈或者作为与之嵌合的部分的第1、第2流体供排口部的设计、制作容易,同时,能够使嵌合于集成板或流体器件中时的平衡(强度平衡、装配平衡)优。
根据权利要求17的发明,由于也能够发挥维持机构不仅维持第1流体供排口部与第2流体供排口部的接合状态,而且可获取将第1流体供排口部与第2流体供排口部拉靠以获得接合状态的拉靠功能,具有无需准备其他的拉靠机构,可省略整体的装配工夫或降低成本的优点。
根据权利要求18的发明,如果在两个流体供排口部的至少一方上形成带孔的外向法兰,则仅通过设有通过该孔的螺栓和设置于另一方的流体供排口部上的螺母部的简单的机构,就可进行两个流体供排口部相互的拉靠并维持。即,能够获得具有通过简单的构造就可作为低成本的带拉靠功能的维持机构和具有各种优点的集成板与流体器件的连接结构。
根据权利要求19的发明,通过将经分切环而与形成于第1、2流体供排口部的任意一方端部上的外向法兰接合的筒状螺母,只与另一方的第1、2流体供排口部的外螺纹螺旋送进的简单操作,就可使第1、2流体供排口部的环状突起与垫圈的环状槽嵌合,以将集成板与流体器件在密封状态下连通连接,同时,仅停止筒状螺母的螺旋送进就可维持该连接状态的方便且容易处置的带拉靠功能的维持机构可作为紧凑且场所要求低的合理的机构。
另外,由于筒状螺母可自由地外嵌安装在第1或第2流体供排口部的端部并可从其上自由地脱离,在外嵌状态下,外向法兰和分切环这两者在轴向干涉,从而因筒状螺母,第1、2流体供排口部相互可直接连接,并且可将分切环和筒状螺母自由地后安装到第1、2流体供排口部上。因此,采用筒状螺母和分切环这样较少的部件就可成为经济、合理的机构,并且,在第1或第2流体器件的制造时将筒状螺母外嵌安装到流体供排口部上,不用采用较难的制造机构,使用筒状螺母就可简单且方便地进行将集成板与流体器件连接的操作。
根据权利要求20或21的发明,由于垫圈或两个流体供排口部由具有耐药性和耐热性优的特性的氟化乙烯树脂形成,流体无论为药液还是化学液体,或者还是高温流体,管接头构造部分也不会容易变形和泄漏,可维持良好的密封性。另外,氟化乙烯树脂为用氟置换氢原子一个以上的乙烯和通过其感应体的重合获得的树脂状物质,即使在高温下也稳定,防水性优。另外,磨擦系数小,耐药性也非常高,电绝缘性也高。
附图说明
图1为示出集成板与阀的同心多重流道型连接结构的剖视图(实施例1)。
图2为图1的连接结构中使用的垫圈与流体供排口部的要部剖视图。
图3为详细地示出垫圈与流体器件的嵌合构造的要部放大的剖视图。
图4为示出经法兰管道的集成板与阀的同心状多重流道连接结构的剖视图(实施例2)。
图5为示出带拉靠功能的维持机构的第1变形构造的要部剖视图(实施例3)。
图6为示出具有图5的维持机构的连接结构的连接顺序的说明图。
图7为示出带拉靠功能的维持机构的第2变形构造的要部剖视图(实施例4)。
图8为示出具有图6的维持机构的连接结构的连接顺序的说明图。
图9为示出维持机构的构造的要部剖视图(实施例5)。
图10为示出集成板与阀的单流道型连接结构的剖视图(实施例6)。
图11为图10的连接结构中使用的垫圈与流体供排口部的要部剖视图。
图12为详细地示出垫圈与流体器件的嵌合构造的要部放大的剖视图。
图13为示出集成板与真空管式阀的连接结构的剖视图(实施例7)。
图14为示出集成板与过滤器的连接结构的剖视图(实施例8)。
图15为示出将图5的维持机构适用于单流道型连接结构时的要部的剖视图(实施例9)。
图16为示出具有图15的维持机构的连接结构的连接顺序的说明图。
图17为示出将图7的维持机构适用于单流道型连接结构时的要部的剖视图(实施例10)。
图18为示出具有图17的维持机构的连接结构的连接顺序的说明图。
图19为示出将图9的维持机构适用于单流道型连接结构时的要部的剖视图(实施例11)。
图20为示出具有带拉靠功能的维持机构的第3变形构造的要部剖视图(实施例1 2)。
图21为示出具有带拉靠功能的维持机构的第4变形构造的要部剖视图(实施例13)。
附图标记说明
1集成板
1A第1流体供排口部
1n外螺纹部
2流体器件
2A第2流体供排口部
3、4集成板的流体通路
3a,4a管状的流体通路
7管状的流体通路、流体器件的流体通路
8环状的流体通路、流体器件的流体通路
9外向法兰
9a贯通孔
9B外向法兰
10嵌合密封部
11、21、31、41环状突起
12、13、22、23、32、33、42、43环状推压部分
12a、13a、22a、23a、32a、33a、42a、43a锥形周面
14、1 5、24、25、34、35、44、45谷部
51、61环状槽
52、53、62、63周壁端部
52a、53a、62a、63a锥形周面
55a中间垫圈的外周部
66螺栓
67螺母部
81筒状螺母
81n内螺纹部
82分切环
83内向法兰
83a开口部
G、G1、G2垫圈
I维持机构
P轴心
S1、S2密封部
W、W1、W2流体路径
X与中心线垂直的中心线
Z沿着轴心方向的中心线
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的集成板与流体器件的连接结构的实施例。图1~图9示出同心状多重流道型连接结构,而图10~图21示出单流道型连接结构。图1,图2为示出实施例1的集成板与流体器件的连接结构的整体图和要部剖视图,图3为详细地示出第1垫圈与第1流体供排口部的嵌合构造的要部剖视图,图4为示出实施例2的集成板与流体器件的连接结构的整体图,图5,图6为第1变形构造的维持机构的局剖视图和装配说明图,图7,图8为第2变形构造的维持机构的局剖视图和装配说明图,图9为第3变形构造的维持机构的剖视图。并且,图10~图1 2示出实施例6的集成板与流体器件的连接结构,图13,图14分别示出实施例7。8的集成板与流体器件的连接结构,图15~图21示出维持机构的变形构造。
实施例1
图1,图2示出实施例1的集成板与流体器件的连接结构。该集成板与流体器件的连接结构为,跨越着内部形成多个管状流体通路3,4的集成板1和经内外计2个环状垫圈G1,G2而搭载于集成板的上面1a上的阀(开关阀、断流阀等)2而成的、共有纵向的轴心P的同心状双重流道型构造。
集成板1正如图1、图2所示,在PFA或PTFE等的氟化乙烯树脂制成的板材(或块体部件)5的内部,形成由在板上面1a开口的上下方向的纵向通路3a和横向的横向通路3b构成的管状供给侧流体通路3,和由形成于纵向通路3a的外径侧且在板上面1a开口的环状的纵环通路4a和与其底部连通的横向的横向通路4b构成的排出侧流体通路4。将该集成板1中的供排流体通路3,4成双重管道状开口的部分称为第1流体供排口部1A,在该第1流体供排口部1A中,管状的纵向通路3a和环状的纵环通路4a形成相互具有同一轴心P的同心状的通路。另外,在第1流体供排口部1A中,对于在其上端面开口的各流体通路3,4的外径侧部分均为以轴心P为中心的环状,并且形成具有向上方突出的内外的环状突起21,41的下第1密封端部t21和下第2密封端部t22。
阀(流体器件的一例)2正如图1、图2所示,由PFA或PTFE等的氟化乙烯树脂制成,具有上下方向看其形状为圆形的阀套6,该阀套6的下端部形成第2流体供排口部2A,该第2流体供排口部2A具有在底面6a开口的状态下其中心纵向配置的管状的供给侧流体通路7,和形成于该供给侧流体通路7的外径侧且在底面6a开口的状态下纵向配置的环状的排出侧流体通路8。即,在该第2流体供排口部2A中,管状的供给侧流体通路7和环状的排出侧流体通路8形成相互具有同一轴心P的同心状的通路。并且,在阀套6下端的外周部,通过熔融粘接成一体地形成具有一对螺栓穿通孔9a的PFA或PTFE等的氟化乙烯树脂或其他材料制成的安装法兰9。另外,阀套6和安装法兰9可以为通过切削加工或成形加工而成一体的一体型构件。此外,在第2流体供排口部2A中,在其下端面开口的各流体通路7,8的外径侧部分均成为以轴心P为中心的环状,并且,形成具有向上方突出的内外的环状突起11,31的上第1密封端部t11和上第2密封端部t12。
只内外垫圈G1,G2的直径不同,截面形状形成为同一的形状。其构造以内侧的第1垫圈G1为例进行说明。另外,在省略说明的外侧的第2垫圈G2上,在与第1垫圈G1相对应的场所标注上相对应的符号(例:54a→64a)。第1垫圈G1由PFA或PTFE等氟化乙烯树脂制成,具有应将与第1,第2流体供排口部1A,2A相对应的作为流体通路的纵向通路3a和供给侧流体通路7相互连通而成的管状的流体路径W1,为了分别与在第1和第2流体供排口部1A,2A的端面上形成的上第1密封端部t11的环状突起11和上第2密封端部12的环状突起31嵌合而形成于流体路径W1的外径侧部分的上下一对环状槽51,51。
即,第1垫圈G1的截面形状为,具有上下一对环状槽51,51和用于形成这些环状槽51,51的内周壁54和外周壁55,同时,上下环状槽51,51成为深度和宽度相同的上下对称状,并且,内和外周壁54,55也左右对称,形成为沿着第1和第2流体供排口部1A,2A的轴心P方向的纵中心Z以及垂直于该纵中心线Z的横向中心线X这两者线对称(也可以为大致对称)的略H状的形状。内周壁54的上下端部形成为作为内周面54a的流体路径W1的上下端部前扩状外向倾斜的锥形内周面52a,52a,同时,外周壁55的上下端部也形成为其内周面55a的上下端部内向倾斜的锥形外周面53a,53a。
在集成板1的第1流体供排口部1A的下第1和下第2密封端部t21,t22的环状突起21,41以及阀2的第2流体供排口部2A的上第1和上第2密封端部t11,t12中的环状突起11,31的内和外径侧,形成环状推压突起(环状推压部分的一例)12,13,22,23,32,33,42,43,使得为了形成各垫圈G1,G2中的环状槽51,61而向轴心P方向突出形成的内外周壁端部52,53,62,63,通过相对应的环状槽51,61与相对应的环状突起11,21,31,41的嵌合,阻止了其扩张变形。
针对第1垫圈G1和上第1密封端部t11说明与上述环状推压突起有关的构造。内外环状推压突起12,13是对称的构件,形成为前窄状的环状突起,该环状突起具有为了使由内外环状推压突起12,13和环状突起11围住的谷部14,15成内窄状(上窄状)、环状突起侧的侧周面倾斜的锥形外周面12a和锥形内周面13a。即,上第1密封端部t11环状突起11和在其内外两侧形成的环状推压突起12,13以及谷部14,15的总称。
第1垫圈G1的内外周壁54,55的上端部具有带有分别与环状推压突起12,13的锥形外周面12a和锥形内周面13a接触的锥形内周面52a和锥形外周面53a且可自由进入谷部14,15中的前窄状的环状密封突起(周壁端部的一例)52,53,在接合状态下(参照图1),作为内外周壁54,55的上端部的环状密封突起52,53进入相对应的谷部14,15,成为使上第1密封端部t11的锥形外周面12a和第1垫圈G1的锥形内周面52a压接,上第1密封端部t11的锥形内周面1 3a和第1垫圈G1的锥形外周面53a压接的结构。
即,在第1垫圈G1的上端部,通过环状槽51和其内外的环状密封突起52,53形成上密封部g11,同样地,在下端部形成下密封部g12。上密封部g1 1与上第1密封端部t11嵌合以形成嵌合密封部10,下密封部g12与下第2密封端部t12嵌合以形成嵌合密封部10。同样地,在第2垫圈上也形成上密封部g12和下密封部g22,分别与上第2密封端部t12和下第2密封端部t22嵌合以形成嵌合密封部10。
嵌合密封部10的嵌合构造相对于上第1密封端部t11和第1垫圈G1的上密封部g11进行详细地说明,正如图2,图3所示,内外谷部14,15以及内外环状密封突起52,53相互是对称的,内外谷部14,15全体的夹角α°与内外的环状密封突起52,53全体的对置角β°之间设定成α°<β°的关系,最好是可设定成α°+(20~40°)=β°的关系。通过该结构,在上第1密封端部t11的上环状突起11与环状槽51嵌合的接合状态下(后述),作为上内环状推压突起12和上内环状密封突起52,具有使其锥形外周面12a和锥形内周面52a成为在最内径侧部分压接的状态(参照图3的假想线),也阻止通过流体通路W1的流体进入其内外锥形周面12a,52a彼此间的二次密封部S2的功能分优点。
并且,在上环状突起11的宽度d1与上环状槽51的宽度d2之间设定成D1>d2的关系,最好是可设定成d1×(0.75~0.85)=d2的关系。而且,上环状突起11的突出长度h1与上环状槽51的深度h2之间设定成H1<h2的关系。通过如此结构,具有使上环状突起11和环状槽51详细地讲使上环状突起11的内外两侧周面与相对应的环状槽51的内外侧周面牢固压接,形成有发挥了阻止流体泄漏的优良的密封性能的一次密封部S1,同时,上内环状推压突起12的锥形外周面12a与上内环状密封突起52的锥形内周面52必定接触,良好地形成前述的二次密封部S2的优点。
另外,环状推压突起12,13的前端以及环状密封突起52,53的前端形成非销角切削的形状,即形成为倾斜切削面12b,13b以及切削面52b,53b。通过如此结构,即使上内环状推压突起12的前端向流体通路W1侧稍许扩宽变形,由于为原本被切削的形状,在流体通路W1途中,尽可能地成为在流体通路W1中途为较大扩开的截面三角形的凹部,存于该凹部中的流体容易流出,实质上不会发生贮液。此外,该凹部的开角即倾斜切削面12b与锥形内周面52a的夹角足够大,也可避免表面张力所致的贮液可能性。另外,由于环状突起11前端的内角和外角成为倒棱加工的形状11a,不会发生对宽度窄的环状槽51的压入移动卡住等的不良现象,可以顺畅地进行。
对嵌合密封部10进行详细地说明。正如图2,图3所示,环状推压突起12,1 3中的环状突起侧的锥形周面12a,13a的开角(谷部14,15的开角)D设定成50~70度的范围(50°≤D°≤70°),环状密封突起52,53的锥形周面52a,53a的尖角E设定成60~80度的范围(60°≤D°≤80°)。并且,对于开角D与尖角E设定成尖角E为开角D加10~20度的“D°+(10~20°)=E°”。作为更好的数值,开角D可以设定为69~71度(D°=70±1°),尖角E可以设定为79~81度(E°=80±1 °),以及尖角E可以设定为D+9~11度(E°-D°=10±1°)。
此外,环状推压突起12,13的倾斜切削面12b,13b的切削角Ds设定成49~51度(Ds°=50±1°),周壁端部52,53的前端切削面52b,53b的倾角Es设定成124~126度(Es°=125±1°)。通过角度如此设定,锥形外周面12a与锥形内周面52a以及锥形内周面13a和锥形外周面53a分别在环状的线接触状态下接触,在二次密封部S2可发挥密封唇效果。
即,相对于作为前述第1流体供排口部1A与前述第2流体供排口部2A相互拉靠方向的拉靠方向的前述环状密封突起(周壁端部)52,53的锥形周面52a,53a(锥形内周面52a,锥形外周面53a)的尖角E设定成对相对于前述拉靠方向的前述环状推压突起12,13中的环状突起11侧的锥形周面12a,13a(锥形外周面12a,锥形内周面13a)的开角D加上10~20度最好为加上10度或大致10度的数值。并且,前述尖角E设定成60~80度,最好设定成80度或大致80度。
如果如此成为将尖角E和开角D设定成拉靠90度的钝角值的构成,则具有环状推压突起12,13在拉靠方向(轴向)的突出量与其径向宽度相比变小,相对强度、刚性提高,限制了环状密封突起52,53的扩开,也可更有效地抑制自身(环状推压突起12,13)向径向扩开变形的可能性的优点。并且,通过环状密封突起52,53向谷部14,15的刺入,可使锥形周面52a,53a将环状推压突起12,13向径向扩宽的分力较小,由此也可抑制环状推压突起12,13向径向的扩开变形。
上述的嵌合密封部10的构造在第1垫圈G1的下侧以及第2垫圈G2中也具有同样的构成,对于相对应的场所标以相对应的符号。第2垫圈G2虽然直径不同,但在截面形状上与第1垫圈G1完全相同。但是,对于第1和第2流体供排口部1A,2A的上第2密封端部t12和下第2密封端部t22,由于在其外周侧不存在流体通路,与各上第1密封端部t11和下第2密封端部t21在形状上稍稍不同。
即,在上第2密封端部t12方面,是在与环状推压突起33的锥形内周面33a接续的状态下,存在着形成阀套6的下端部用的下端内周部6b这点上。该下端内周部6b具有作为将第2垫圈G2的上密封部g21与上第2密封端部t12嵌合之际的导引件功能,同时,也可发挥着与锥形内周面33a一同阻止第2垫圈G2的外周壁65扩开变形的功能。并且,在下第2密封端部t22方面,是在外侧的环状推压突起43的外周侧连续地存在板件5这点上,下密封部g22与下第2密封端部t22嵌合时,强化了第2垫圈G2的下密封部g22的外环状密封突起63的扩开变形由锥形内周面43a阻止的作用效果。
另外,第1和第2垫圈G1,G2中,在接合状态下内径侧和外径侧双方上作为存在着流体通路7,8的中间垫圈的第1垫圈G1形成为,作为其外周部的外周面55a成为形成有将在第1垫圈G1的外径侧的第1流体供排口部1A的环状流体通路4a与第2流体供排口部2A的环状流体通路8连通的环状流体路径W2用的壁面的状态。如此成为第1垫圈G1的内外周面54a,55a的双方兼作形成流体通路W1,W2的壁面的构成,则成为“第1垫圈G1的厚度”=“环状流体通路3a,7和管状流体通路4a,8的间隔”,可将第1和第2流体供排口部1A,2A的连接部更紧凑。
此外,正如图1假想线所示,如将在第2垫圈G2的外周壁65横向突出的杆状可装脱法兰1f一体形成,则从第1或第2流体供排口部1A,2A拔出第2垫圈G2之际,可用工具或手指将法兰1f拉着法兰1f等容易地卸下的优点。此时,可装脱法兰1f的厚度成为比接合状态下的第1和第2流体供排口部1A,2A相互的间隙小的数值。
接下来对维持机构I进行说明。维持机构I如图2,图3所示,集成板1的第1流体供排口部1A与阀2的第2流体供排口部2A相互通过第1和第2垫圈G1,G2拉靠的同时,通过该拉靠作用,第1流体供排口部1 A的上第1密封端部t11和上第2密封端部t12,以及第1和第2垫圈G1,G2的上密封部g11,g21分别与第2流体供排口部2A的下第1和下第2密封端部t21,t22以及第1和第2垫圈G1,G2的下密封部g12,g22嵌合,维持着形成各嵌合密封部10的接合状态而成。即,第2流体供排口部2A的环状突起11,31以及第1和第2垫圈G1,G2的上侧的环状槽51,61分别与第1流体供排口部1A的环状突起21,41以及第1和第2垫圈G1,G2的下侧的环状槽51,61嵌合。
维持机构I的具体构造由穿过第2流体供排口部2A的安装法兰9的螺栓穿通孔9a的一对螺栓66,与一对螺栓穿通孔9a,9a相对应地形成于第1流体供排口部1A(板件5)上的螺母部67,67构成,通过将螺栓66拧紧到螺母部67上的紧固操作,将阀2拉靠到集成板1上,并且,可维持着该拉靠状态。另外,随着时间变化或蠕动等的发生,各嵌合密封部10的压接力降低时,可通过加固螺栓67加以处置,可维持良好的密封性能。
实施例2
实施例2的集成板与流体器件的连接结构如图4所示,将集成板1与作为流体器件一例的泵(清洗装置循环线用的真空泵等)2通过法兰管道71而连通连接。通过内外垫圈G1,G2的连接部自身的构成与实施例1的相同,因此只附上主要的符号,其详细说明加以省略。
对于集成板1除了排出侧的流体通路4的取出方向与实施例1的集成板1的场合相反外,基本上是同样的构造。但是,相对于实施例1的集成板与流体器件的连接结构构成在集成板的上面,实施例2的连接结构构成在集成板1的横向侧面上。泵2的供排用的流体通路7,8为在横向侧面开口的构造,在集成板1中,相对于一对流体通路3,4为双重管构造,为纵向并排设置的独立型构造。
法兰管道71由具有前述的安装法兰9的法兰部72,与其相连地大致二股状的管路部73构成,管路部73由持有管状的供给侧流体通路74的供给侧管道73A,持有管状的排出侧流体通路75的排出侧的流体通路73B构成。在法兰部72中,供给侧流体通路74作为以轴心P为中心的管状通路正对着集成板1的纵向通路3a开口,同时,正对着集成板1的纵向环形通路4a开口的环状通路部分75a与排出侧流体通路75连续的状态下形成。各流体通路74,75通过熔融粘接等手段与泵2的内侧入口76和外侧入口77连通的状态下接续连接。
如此,通过使用双重管道构造的法兰部72和独立的2根管道部73的法兰管道7 1,集成板1中的双重管道构造的第1流体供排口部1 A和由并排设置的一对内侧和外侧入口76,77构成的第2流体供排口部2A即集成板1与泵2能够以流体通路的开口构造相互不同地、且相互接近且不勉强地紧凑地连通连接。
实施例3
图5,6示出实施例3的集成板与流体器件的连接结构。其与实施例1的构造只是维持机构I不同,因此多其第1变形构造的维持机构I进行说明。另外,在图5,图6中,与图1~图3所示的实施例1相对应的场所标以相对应的符号。第1变形构造的维持机构I正如图5,图6所示,由在形成于集成板1上面的俯视看呈圆形的突起状的第1流体供排口部1A的外周部形成外螺纹1n,且具有可与该外螺纹1n螺纹配合的内螺纹81n的筒状螺母81,和在形成于阀2的阀套6的下端部的外向法兰9上、在环状的流体通路7的轴心P方向不干涉的分成二个或分成三个以上的分切环82构成。通过使内螺纹81n拧紧到的第1流体供排口部1A的外螺纹1n上的筒状螺母81的紧固操作,构成可将两个流体供排口部1A,2A通过2个垫圈G,G2相互朝接近方向拉靠且可维持在拉靠状态下的带拉靠功能的维持机构I。
在筒状螺母81的阀2侧(上侧)形成的内向法兰83的开口部83a设定成,足以容许外向法兰9通过的最小限度的内径尺寸。分切环82的外径设定成比内螺纹81n的内径稍小的尺寸,以可自由地进入筒状螺母81中,并且,内径设定成可自由地外嵌在阀2的圆形的第2流体供排口部2A的外径部的最小限度的尺寸。此时,装备分切环82时,需要使得除了第2流体供排口部2A中的外向法兰9外的直径较细部分的轴向长度成为超过筒状螺母81的轴向长度与分切环82的厚度之和的数值。具体地成为如下的如图6(b)所示,与阀套6的根部6t接触状态下的筒状螺母81与外向法兰9之间的长度d3比分切环82的厚度d4大(d3>d4)的条件。
另外,在筒状螺母81中的内螺纹81n的内里端部与内向法兰83之间,可在分切环82上沿轴向自由滑动且具有将分切环82的宽度尺寸盖住的轴向P方向长度的内周面部81m与轴向P同心地形成在扁平的内周面上。即,筒状螺母81的内螺纹81n与内向法兰83之间的内径部81a与供给侧流体通路7同心地形成于扁平的内周面上,并且,尺寸设定成该内周面部81m的内径比截面形成矩形的分切环82的外径稍大的嵌合公差的状态,而第2流体供排口部2A的外径部与供给侧流体通路7同心地形成于扁平的外周面上,并且,该外径部的外径与分切环82的内径大致形成为同一直径。由此,防止了发生筒状螺母81螺旋送进之际,分切环82倾斜成为抓住的状态,或者不能向外向法兰9顺利地传递筒状螺母81的螺旋送进所致的轴向P方向的推压力的不良现象,能够有效地推压外向法兰9,将第1、第2流体供排口部1A,2A向相互接近方向良好地拉靠。
使用第1变形构造的维持机构以将两个流体供排口部1A,2A彼此相连连接的操作顺序正如下述。首先,如图6(a)所示,拉过外向法兰,将筒状螺母81嵌装到阀2的第2流体供排口部2A的外周上,并移动到其最内里侧(直到与根部6t接触)。接着,如图6(b)所示,将分切环82通过外向法兰9和筒状螺母81的前端之间,外嵌装到第2流体供排口部2A上。此时或在其之前,可将第1和第2垫圈G1,G2通过环状突起11,21,31,41与环状槽51,61的临时嵌合而安装到任意一个流体供排口部1A,2A的端面上。接下来,通过两个垫圈G1,G2,将第1流体供排口部1A贴到第2流体供排口部2A上,通过在该状态下使筒状螺母81滑动式移动开始的紧固操作(参照图6(c)),获得图5所示的连接状态。另外,在图6中,上下层积的集成板1和阀2通过图面记载的状况下,以横向压曲的状态进行的描述。
实施例4
图7,图8示出实施例4的集成板1和流体器件的连接结构。只是与实施例1的维持机构I不同,下面对该第2变形构造的维持机构I进行说明。另外,在图7,图8中,与图1~图3所示的实施例1相对应的场所标以相对应的符号。第2变形构造的维持机构I具有将第1和第2流体供排口部1A,2A以越是其端面侧直径越大的方式扩径而成的第1和第2圆锥台状端部1D,2D,因与第1圆锥台状端部1D的锥形外周面1d接触的第1锥形内周面84a和与第2圆锥台状端部2D的锥形外周面2d接触的第2锥形内周面84b、有截面呈大致ㄑ字形的内周面的一对半组合圆弧部件84,84构成的组合型压环85,将半组合圆弧部件84,84相互拉靠的螺栓86和形成于一方半组合圆弧部件84上的螺母87。
在跨越接合状态下的第1圆锥台状端部1D和第2圆锥台状端部2D以覆盖一对半组合圆弧部件84的状态下,通过通入另一方的半组合圆弧部件84的穿通孔84h中的螺栓86和螺母87的紧固,通过一端在支点Q处铰链状枢轴支承的半组合圆弧部件84,84相互拉靠引起的锥面相互的接触力,各流体供排口部1A,2A相互拉靠。组合型压环85最好由氟化乙烯树脂材料形成,也可由铝合金等以外的材料构成。
使用第2变形构造的维持机构I,将两个流体供排口部1A,2A相互相连连接的操作顺序如下。首先,如图8(a)所示,先进行将第1,第2流体供排口部1A,2A通过第1和第2垫圈G1,G2而轻轻相连连接的预连接操作。接着,将组合型压环85覆盖在该预连接的第1和第2圆锥台状端部1D,2D上,进行螺栓86所致的紧固操作。通过该螺栓86的紧固,两个垫圈G1,G2深深地嵌入各流体供排口部1A,2A中,如图8(c)所示,获得集成板1与阀2的相连连接状态。
实施例5
图9示出实施例5的集成板与流体器件的连接结构。只是与实施例1的维持机构I不同,下面对该第3变形构造的维持机构I进行说明。另外,在图9中,与图1~图3所示的实施例1相对应的场所标以相对应的符号。第3变形构造的维持机构I由在集成板1的上面、在外周部上具有外螺纹1n的状态下形成的俯视呈圆形的突起状的第1流体供排口部1A,在第2流体供排口部2A中、外周部具有外螺纹9n的状态下形成于阀套6的下端部的法兰9,具有可自由地螺纹紧固到这两个外螺纹1n,9n上的内螺纹91n,91n的第1和第2圆顶螺母91,92,可嵌合于圆顶螺母91,92的外周槽91m,91m中的截面形状大致为コ字形的接合环93构成。
两个圆顶螺母91,92和接合环93的材质例如为PFA或PTFE等的氟化乙烯树脂制成,具有某种程度的挠性。为此,使用第3变形构造的维持机构I,将两个流体供排口部1A,2A相互相连连接的顺序为,预先将各圆顶螺母91,92与接合环93连接固定而成一体化的第1和第2圆顶螺母91,92,将该一体化的第1,第2圆顶螺母91,92通过垫圈G1,G2相互拉靠地拧紧到成装配状态的第1和第2流体供排口部1A,2A上,以形成集成板与流体器件的连接结构。不用说此时的条件为,各外螺纹1n,9n相互为同一螺纹,螺旋装配后,通过回转各圆顶螺母91,92,可实现更强的紧固或此后的螺栓加紧。
另外,也可以是如下的装配顺序。即,将各圆顶螺母91,92螺旋装配到相对应的外螺纹1n,9n上的状态下,将两个流体供排口部1A,2A通过第1和第2垫圈G1,G2拉靠,进行使垫圈G1,G2压接的密封状态下连接的拉靠工序。该拉靠工序使用与维持机构I不同的专用的拉靠机构实现。由此,在相互以邻接的状态下螺旋安装到各外螺纹1n,9n每个上的第1和第2圆顶螺母91,92的外周槽91m,92m中,通过将接合环93强制扩径变形而进入,形成集成板与流体器件的连接结构。即,接合环93通过过度嵌合而与两个圆顶螺母91,92固定着。
该构成的维持机构I正如文字所述,具有仅维持着第1和第2流体供排口部1A,2A的通过垫圈G1,G2的密封连接状态的功能。可是,因各圆顶螺母91,92与接合环93可相对回转,这些圆顶螺母91,92可同时单独的回转移动,随着时间变化或蠕动等密封压接力降低时,可强制回转圆顶螺母91,92之一或两者,可进行螺栓加紧操作。
实施例6
图10,图11示出实施例6的集成板与流体器件的连接结构。该集成板与流体器件的连接结构为,将内部形成一对圆管状的流体通路3,4的集成板1和通过环状垫圈G搭载在其上面1a上的阀(开关阀、断流阀等)2跨接而成的、共有纵向的轴心P的单流道型连接结构。即,作为供排用的一对连接结构作为相互同一的连接结构而成。
集成板1如图10,图11所示,在PFA或PTFE等的氟化乙烯树脂制成的板材(或块材)5的内部,形成由在板上面1a开口的上下方向的纵向通路3a,4a和横向的横向通路3b,4b构成的一对圆管状的供给侧流体通路3,4。在该集成板1中开口成供排流体通路3,4的部分称作第1流体供排口部1A,在该第1流体供排口部1A中,圆管状的纵向通路3a,4a分别形成在具有轴心P的通路中。另外,在第1流体供排口部1A中,在其上端面开口的各流体通路3,4的外径侧部分分别成为以轴心P为中心的环状,并且,形成向上方突出的有内外的环状突起21的下第1密封端部t21和下第2密封端部t22。
阀(流体器件的一例)2如图10,图11所示,由PFA或PTFE等的氟化乙烯树脂制成,具有上下方向看形状为圆形的阀套6,该阀套6的下端部形成于第2流体供排口部2A上,该第2流体供排口部2A具有从底面6a向下方突出状态下纵向布置的圆管状的供给侧流体通路7,和离开该供给侧流体通路7的横侧方并开口状态下纵向配置的圆管状的排出侧流体通路8。即,在该第2流体供排口部2A中,圆管状的供给侧流体通路7,8分别形成在具有轴心P的通路中。也就是说,在阀套6下端,具有一对螺栓穿通孔9a的PFA或PTFE或者其他材料构成的氟化乙烯树脂制成的安装法兰9的一对向下方突出形成,由具有流体通路7,8的管部9A和法兰部(外向法兰)9B形成各安装法兰9。供给侧的安装法兰9在具有向下方突出的环状突起11的上第1密封端部t11上形成,排出侧的安装法兰9在具有上方突出的环状突起11的上第2密封端部t12上形成。
一对垫圈G相互是相同的,其构造以供给侧的垫圈G为例进行说明。垫圈G由PFA或PTFE等氟化乙烯树脂制成,具有为了将供给侧的上下流体供排口部1A,2A相对应的作为流体通路的纵向通路3a和供给侧流体通路7相互连通而成的管状的流体路径W1,为了与形成在第1和第2连通供排口部1A,2A端面上的上第1密封端部t11的环状突起11以及上第2密封端部t12的环状突起21分别嵌合且在流体路径W1的外径侧部分形成的一对环状槽51,51。
即,垫圈G的截面形状为,具有上下一对环状槽51,51,和形成这些环状槽51,51用的内周壁54和外周壁55,同时,上下环状槽51,51为深度和宽度相同的上下对称件,并且,内和外周壁54,55也左右对称,形成为与沿着第1和第2流体供排口部1A,2A的轴心P方向的纵向中心Z以及垂直于该纵向中心线Z的横向中心线X的这两者成线对称(也可大致线对称)的略H状的形状。内周壁54的上下端部形成在作为内周面54a的流体路径W的上下端部前扩状外向倾斜的锥形内周面52a,52a上,同时,外周壁5 5的上下端部也形成在其外周面55a的上下端部内向倾斜的锥形内周面53a,53a上。
在集成板1的第1流体供排口部1A的下第1密封端部t2 1的环状突起21和阀2的第2流体供排口部2A的上第1密封端部t11中的环状突起11的内和外径侧,形成环状推压突起(环状推压部分的一例)12,13,22,23,通过环状槽51和环状突起11,21的嵌合,阻止了为了形成垫圈G中的环状槽51而向轴心P方向突出而成的内外的周壁端部52,53扩张变形。
与上述环状推压突起有关的构造针对垫圈G和上第1密封端部t11加以说明。内外的环状推压突起12,13是对称的,为了使由这些环状推压突起12,13和环状突起11围住的谷部14,15成里窄状(上窄状),在具有环状突起侧的侧周面倾斜的锥形外周面12a和锥形内周面13a的前窄状的环状突起上形成。即,上第1密封端部t11为环状突起11和形成于其内外两侧上的环状推压突起12,13和谷部14,15的统称。
垫圈G的内外的周壁54,55的上端部具有带有分别与环状推压突起12,13的锥形外周面12a和锥形内周面13a接触的锥形内周面52a和锥形外周面53a、且可自由地进入谷部14,15中的前窄状的环状密封突起(周壁端部的一例)52,53,在接合状态下(参照图10),进入与作为内外周壁54,55上端部的环状密封突起52,53相对应的谷部14,15中,使上第1密封端部t11的锥形外周面12a和垫圈G的锥形内周面52a压接,并且,上第1密封端部t11的锥形内周面13a和垫圈G的锥形外周面53a压接。
即,在垫圈G的上端部,由环状槽51和其内外的环状密封突起52,53形成上密封部g11,同样,在下端部形成下密封部g12。上密封部g11与上第1密封端部t11嵌合,以形成嵌合密封部10,下密封部g12与下第2密封端部t21嵌合,以形成嵌合密封部10。
嵌合密封部10的嵌合构造针对上第1密封端部t11和垫圈G的上密封部g11进行详细的说明,正如图11,图12所示,内外谷部14,15相互对称,内外环状密封突起52,53相互对称,内外谷部14,15全体的夹角α°与内外的环状密封突起52,53全体的对置角β°之间设定成α°<β°,最好设定成α°+(20~40°)=β°的关系。通过该结构,在上第1密封端部t11的上环状突起11与环状槽51嵌合的接合状态下(后述),上内环状推压突起12与上内环状密封突起52、其锥形外周面12a和锥形内周面52a成为在最内径侧部分压接的状态(参照图12的假想线),获得了作为二次密封部S2的功能的优点,该二次密封部S2也阻止了通过流体通路W1的流体进入这些外内的这些周面12a,52a相互间。
并且,对于上环状突起11的宽度d1与上环状槽51的宽度d2,可设定成d1>d2的关系,最好设定成d1×(0.6~0.8)=d2的关系。对于上环状突起11的突出长度h1与上环状槽51的深度h2可设定成h1<h2的关系。通过这些结构,上环状突起11与上环状槽51更详细地讲,上环状突起11的内外两侧周面与相对应的上环状槽51的内外的侧周面强制压接,形成了可发挥阻止流体泄漏优的密封性能的一次密封部S1,同时,上内环状推压突起12的锥形外周面12a与上内环状密封突起52的锥形内周面52a必定接触,具有可良好地形成前述的二次密封部S2的优点。
另外,内侧的环状推压突起12的前端以及环状密封突起52,53的前端形成不成销角的切削形状,即形成倾斜切削面12b以及切削面52b,53b。通过如此结构,上内环状推压突起12的前端即使朝向流体通路W1侧稍许扩宽变形,由于还成为原本形状,尽可能成为在流体通路W1途中的有较大开口的截面三角形的凹部,存在于该凹部的流体容易流出,实质上不会产生贮液。此外,该凹部的开角即倾斜切削面12b与锥形内周面52a的夹角足够大,也避免了表面张力所致的贮液现象。另外,由于环状突起11前端的内角和外角作成倒棱加工的形状11a,对窄幅的环状槽51的压入移动能够顺畅地进行,不会发生咬住等不良现象。
外侧的环状推压突起13与内侧的环状推压突起12作为整体的形状是不同的,在与环状推压突起13的锥形内周面13a接续的状态下,存在着形成阀套6的下端部用的下端内周部9b。并且, 与下第1密封端部t21有关地,也在与环状推压突起23的锥形内周面23a接续的状态下,存在着形成板材5的上端部用的上端内周部5b,同样,与内侧的环状推压突起22在整体的形状上是不同的。这些上和下端内周部5b,9b在将垫圈G的上、下密封部g11,g12与上、下第1密封端部t11,t21嵌合之际作为导引件的功能,同时,也发挥着与锥形内周面13a,23a一同阻止垫圈G的外周壁55扩宽变形的功能。
另外,如图15的假想线所示,如将横向突出的环状的可装脱法兰1f与垫圈G的外周壁55一体形成,则在从第1或第2流体供排口部1A,2A拔出垫圈G之际,具有可用工具或手指牵拉法兰1f等容易拆卸的优点。此时,可装脱法兰1f的厚度成为比接合状态下的第1和第2流体供排口部1A,2A相互的间隙小的数值。
进一步详述嵌合密封部10。如图11,图12所示,将环状推压突起12,13的锥形周面12a,13a的开角(谷部14,15的开角)D设定成50~70度的范围值(50°≤D°≤70°),同时,环状密封突起(周壁端部)52,53的锥形周面52a,53a的夹角E设定成60~80度的范围值(60°≤D°≤80°)。并且,对于开角D与尖角E设定成尖角E为开角D加1 0~20度的“D°+(10~20°)=E°”。作为更好的数值,开角D可以设定为69~71度(D°=70±1°),尖角E可以设定为79~81度(E°=80±1°),以及尖角E可以设定为D+9~11度(E°-D°=10±1 °)。
此外,环状推压突起12的倾斜切削面12b的切削角Ds设定成49~51度(Ds°=50±1°),周壁端部52,53的前端切削面52b,53b的倾角Es设定成124~126度(Es°=1 25±1°)。通过角度如此设定,锥形外周面12a与锥形内周面52a在环状的线接触状态下接触,在二次密封部S2可发挥密封唇效果。另外,锥形内周面13a与锥形外周面53a之间也在其外径侧端部产生密封作用。此外,尽管图示省略,但在下端内周部9b不存在时(与集成板或流体器件中的垫圈G的嵌合部的截面形状为左右对称时),在外侧的环状推压突起13上也形成与倾斜切削面12b同样的倾斜切削面,以产生前述的密封唇效果。
即,相对于前述第1流体供排口部1A与前述第2流体供排口部2A作为相互拉靠方向的拉靠方向的、前述环状密封突起(周壁端部)52,53的锥形周面52a,53a(锥形内周面52a,锥形外周面53a)的尖角E设定成对相对于前述拉靠方向的前述环状推压突起12,13中的环状突起11侧的锥形周面12a,13a(锥形外周面12a,锥形内周面13a)的开角D加上10~20度最好为加上10度或大致10度的数值。并且,前述尖角E设定成60~80度,最好设定成80度或大致80度。
如果如此成为将尖角E和开角D设定成拉靠90度的钝角值的构成,则具有环状推压突起12,13在拉靠方向(轴向)的突出量与其径向宽度相比变小,相对强度、刚性提高,限制了环状密封突起52,53的扩开,也可更有效地抑制自身(环状推压突起12,13)向径向扩开变形的可能性的优点。并且,通过环状密封突起52,53向谷部14,15的刺入,可使锥形周面52a,53a将环状推压突起12,13向径向扩宽的分力较小,由此也可抑制环状推压突起12,13向径向的扩开变形。
下面,对维持机构I进行说明。维持机构I如图11,图1 2所示,集成板1的第1流体供排口部1A与阀2的第2流体供排口部2A相互通过垫圈G拉靠的同时,通过该拉靠作用,第1流体供排口部1A的上第1密封端部t11与垫圈G的上密封部g11,以及第2流体供排口部2A的下第1密封端部t21与垫圈G的下密封部g12分别嵌合,维持着形成各嵌合密封部10的接合状态而成。即,第2流体供排口部2A的环状突起11以及垫圈G的上侧的环状槽51分别与第1流体供排口部1A的环状突起21以及垫圈G的下侧的环状槽51嵌合。
维持机构I的具体构造由穿过第2流体供排口部2A的安装法兰9B的螺栓穿通孔9a的一对螺栓66,与一对螺栓穿通孔9a,9a相对应地形成于第1流体供排口部1A(板件5)上的螺母部67,67构成,通过将螺栓66拧紧到螺母部67上的紧固操作,构成将阀2拉靠到集成板1上,并且,可维持着该拉靠状态的带有拉靠功能的维持机构I。另外,随着时间变化或蠕动等的发生,各嵌合密封部10的压接力降低时,可通过加固螺栓67加以处置,可维持良好的密封性能。
实施例7
图13示出实施例7的集成板与流体器件的连接结构。为将作为流体器件一例的过滤器2与集成板1接续连接的构造,连接结构自身与图10~图12所示的实施例6的构造相同。因此,对相同场所标以相同的符号,对其说明加以省略。
过滤器2由本体罩2K、下部罩2B和过滤体2C构成,在下部罩2B上形成供给侧的流体通路7和排出侧的流体通路8以及具有这些流体通路7,8的状态下横向伸出而成的一对安装法兰9,9。这些安装法兰9,9与集成板1通过垫圈G接续连接。
实施例8
实施例8的集成板与流体器件的连接结构如图14所示,为集成板1与作为流体器件一例的调节器2的连接结构。调节器2具有由上部罩、中间罩以及下部罩构成的壳体2C,由外周部夹持于上部罩与中间罩之间的真空管(未图示)、外周部夹持于中间罩与下部罩之间的阀体(未图示)、收纳于下部罩中的回簧(未图示)等构成。
在壳体2C上向横向侧方伸出而成的一对安装法兰9,9成一体地装备着,使用这些安装法兰9,9,调节器2通过垫圈G与集成板1的上面1a接续连接。借助于该垫圈G的安装法兰9与集成板1的上面1a的连接结构与图10~图12所示的实施例6是相同的,对其详细的说明加以省略。
实施例9
图15,图16示出实施例9的集成板与流体器件的连接结构。其与实施例6的连接结构只是维持机构I不同,下面对该第1变形构造的维持机构I进行说明。另外,在图15,图16中,与图10~12所示实施例6中相对应的场所标以相对应的符号,变形构造的维持机构I如图15和图16所示,由在形成于集成板1上面的、俯视看呈圆形的突起状的第1流体给排口部1A的外周部上形成外螺纹1n,具备可与该外螺纹1n自由地螺纹配合的内螺纹81n的筒状螺母81,和在形成于阀2的阀套6的下端部的外向法兰9上,沿环状的流体通路7的轴心P方向干涉的二个分开的、或者三个分开以上的分切环82构成。构成的带拉靠功能的维持机构I为,通过使内螺纹81n螺纹紧固到第1流体供排口部1A的外螺纹1n上的筒状螺母81的紧固操作,可将两个流体供排口部1A,2A通过垫圈G朝着相互接近的方向拉靠并且可维持着该拉靠状态。
筒状螺母81的形成在阀2侧(上侧)的内向法兰83的开口部83a设定成足以容许外向法兰9通过的最小限度的内径尺寸。分切环82的外径设定成比内螺纹81n的内径稍小的尺寸,以可自由进入筒状螺母8中,并且,内径设定成可自由地外嵌在阀2的圆形的第2流体供排口部2A的外径部的最小限度的尺寸。此时,为了装备分切环82,需要使得除了第2流体供排口部2A中的外向法兰9外的直径较细部分的轴向长度成为超过筒状螺母81的轴向长度与分切环82的厚度之和的数值。具体为,如图16(b)所示,成为与阀套6的根部6t接触状态下的筒状螺母8 1与外向法兰9之间的长度d3比分切环82的厚度d4大(d3>d4)的条件。
另外,在筒状螺母81中的内螺纹81n的内进深端部与内向法兰83之间,可沿着轴向在分切环82中自由滑动且具有将分切环82的宽度尺寸盖住的轴心P方向长度的内周面部81m与轴心P同心地形成在扁平的内周面上,即,筒状螺母81的内螺纹81n与内向法兰83之间的内径部81a与供给侧流体通路7同心地形成在扁平的内周面上,并且,该内周面部81m的内径设定成比形成矩形截面的分切环82的外径稍大的嵌合公差状态下的尺寸,而第2流体供排口部2A的外径部与供给侧流体通路7同心地形成在扁平的外周面上,并且,该外径部的外径与分切环82的内径大致形成为同一直径。由此,防止了产生使筒状螺母81螺旋送进之际,分切环82成为倾斜抓住的状态或者筒状螺母81的螺旋送进所致的轴心P方向的推压力不能顺利地传递到外向法兰9上的不良现象,能够有效地推压外向法兰9,使第1,第2流体供排口部1A,2A朝着相互接近方向良好地拉靠。
使用第1变形构造的维持机构I以将两个流体供排口部1A,2A相互接续连接的操作顺序如下。首先,如图16(a)所示,将外向法兰9让过去,将筒状螺母81嵌装到阀2的第2流体供排口部2A的外周上,移动到其最内进深侧(直到与根部6t接触)。接着,如图16(b)所示,将分切环82通过外向法兰9与筒状螺母81的前端之间,外嵌装到第2流体供排口部2A上。此时或在其前,可通过环状突起11,21,31,41与环状槽51,61的临时嵌合以将垫圈G安装到任意一个流体供排口部1A,2A的端面上。之和,通过垫圈G,将第1流体供排口部1A紧靠到第2流体供排口部2A上,通过在该状态下使筒状螺母81滑移所致的紧固操作(参照图16(c)),可获得图15所示的连接状态。此外,在图16中,将上下层积的集成板1与阀2根据附图记载状况在横到的状态下描绘。
实施例10
图17,图18示出实施例10的集成板与流体器件的连接结构。其与实施例6的连接结构只是维持机构I不同,下面对该第2变形构造的维持机构I进行说明。另外,在图17,图18中,与图10~12所示实施例6中相对应的场所标以相对应的符号。第2变形构造的维持机构I由将第1和第2流体供排口部1A,2A以其端面侧越大则直径越大方式扩径而成的第1和第2截头圆锥台状端部1D,2D,通过与第1截头圆锥台状端部1D的锥形外周面1接触的第1锥形内周面84以及与第2截头圆锥台状端部2D的锥形外周面2d接触的第2锥形内周面84b而具有截面略ㄑ字形的内周面的的一对半分开圆弧部件84,84构成的拼合型推压环85,将半分开圆弧部件84,84相互拉靠的螺栓86以及形成于一个半分开圆弧部件84上的螺母87构成。
跨越接合状态下的第1截头圆锥台状端部1D和第2截头圆锥台状端部2D以覆盖一对半分开圆弧部件84的状态下,通过穿过另一个半分开圆弧部件84的穿通孔84h中的螺栓86和螺母87的紧固,因一端在支点Q铰链状枢轴支承的半分开圆弧部件84,84相互拉靠所致的锥形面相互接触力,各流体供排口部1A,2A彼此相互拉靠。拼合型推压环85最好由氟枢轴材料形成,但也可由铝合金等之外的材料构成。
使用第2变形构造的维持机构I以将两个流体供排口部1A,2A相互接续连接的操作顺序如下。首先,如图18(a)所示,使第1,第2流体供排口部1A,2A进行通过垫圈G而轻微接续连接的预连接操作。接着,如图18(b)所示,将拼合型推压环85覆盖在预连接的第1和第2截头圆锥台状端部1d,2d上以进行螺栓86所致的紧固操作。通过该螺栓86的紧固操作,垫圈G深深地嵌入各流体供排口部1A,2A中,如图18(c)所示,获得集成板1与阀2的接续连接状态。
实施例11
图19示出实施例11的集成板与流体器件的连接结构。其与实施例6的连接结构只是维持机构I不同,下面对该第3变形构造的维持机构I进行说明。另外,在图19中,与图10~12所示实施例6中相对应的场所标以相对应的符号。第3变形构造的维持机构I由在集成板1的上面、以在外周部有外螺纹n的状态下形成的俯视看呈圆形的突起状的第1流体供排口部1A,在第2流体供排口部2A中、外周部具有外螺纹9n状态下形成于阀套6的下端部上的法兰部9,具有可与这两个外螺纹1n,9n自由地螺旋固定的内螺纹91n,92n的第1和第2圆顶螺母91,92,可与这些圆顶螺母91,92的外周槽91m,92m嵌合的截面形状大致为コ字形的接合环93构成。
两个圆顶螺母91,92和接合环93由例如PFA或PTFE等氟化乙烯树脂制成,具有某种程度的挠性。在此,使用第3变形构造的维持机构I,将两个流体供排口部1A,2A相互接续连接的顺序为,预先将接合环93连接固定到各圆顶螺母91,92上以形成一体化的第1和第2圆顶螺母91,92,将该一体化的第1和第2圆顶螺母91,92通过垫圈G相互拉靠地螺旋安装到成装配状态下的第1和第2流体供排口部1A,2A上,形成集成板与流体器件的连接结构。不用说,此时的条件为,各外螺纹1n,9n为相互同一的螺纹,螺旋安装后,进行转动各圆顶螺母91,92以更牢固地紧固或之后的螺栓加固。
另外,也可进行如下的装配顺序。即,进行分别将圆顶螺母91,92螺旋安装到相对应的外螺纹1n,9n的状态下,将两个流体供排口部1A,2A通过垫圈G拉靠,且在垫圈G被压接的密封状态下连接的拉靠工序。该拉靠工序使用与维持机构I不同的专用的拉靠机构实现。由此,在各外螺纹1n,9n上以分别与其相邻接的状态下螺旋安装着的第1和第2圆顶螺母91,92的外周槽91m,92m中,将接合环93强制扩径变形地进入,以形成集成板与流体器件的连接结构。即,接合环93通过过度嵌合地连接固定到两个圆顶螺母91,92上。
该构成的维持机构I如文字所述,仅具有将第1和第2流体供排口部1A,2A的通过垫圈G的密封连接状态加以维持的功能。可是,因各圆顶螺母91,92与接合环93可相对回转,这些圆顶螺母91,92可一同进行简单的转动,在因时间变化或蠕动等,密封压接力降低时,可强制地转动圆顶螺母91,92之一或两者,可实现螺栓加固操作。
实施例12
图20示出实施例12的集成板与流体器件的连接结构。其与实施例6的连接结构只是维持机构I不同,下面对该第4变形构造的维持机构I进行说明。第4变形构造的维持机构I,如图20所示,由在集成板1的上面以在外周部具有外螺纹1n的状态下形成的俯视看呈圆形的突起状的第1流体供排口部1A,在第流体供排口部2A中以在外周部具有外螺纹9n的状态下形成于阀套6的下端部的法兰9,具有可与这两个外螺纹1n,9n可自由螺旋固定的内螺纹101n的筒状螺母101构成。
筒状螺母101在前端侧的内螺纹101n与基端侧的内向法兰102之间形成比外螺纹1n,9n直径大的内挖内周部101a,内向法兰102在轴心P方向形成与法兰部9干涉的内径尺寸。在图20所示的装配状态下,流体器件2的外螺纹9n收纳于内挖内周部101a中,在只是集成板1的外螺纹1n与内螺纹101n螺纹配合的状态下,维持着第1和第2流体供排口部1A,2A相互拉靠的状态。
为了装配,首先,将筒状螺母101的内螺纹101n与流体器件2的法兰部9的外螺纹9n螺纹配合地紧固,让外螺纹9n可自由回转地收纳于内挖内周部101a中的状态,在该状态下,通过垫圈G,将内螺纹101n与集成板1的外螺纹1n螺纹配合着紧固。如此,筒状螺母101由于与法兰部9的外螺纹9n相对空转,只是集成板1通过紧固而螺旋送进,结果,集成板1与流体器件2拉靠,通过垫圈G,流体通路3,7维持在密封状态下的连通相连的拉靠状态,从而构成了带拉靠功能的维持机构。
实施例13
图21示出实施例13的集成板与流体器件的连接结构。其与实施例6的连接结构只是维持机构I不同,下面对该第5变形构造的维持机构I进行说明。第5变形构造的维持机构I为图15所示的第1变形构造的维持机构I与图20所示的第4变形构造的维持机构I的折衷的构成,如图21所示,由在集成板1的上面以在外周部具有外螺纹1n的状态下形成的俯视看呈圆形的突起状的第1流体供排口部1A,在第2流体供排口部2A中以在外周部具有外螺纹9n的状态下形成于阀套6的下端部的法兰部9,具有可自由地螺纹配合在这两个外螺纹1n,9n上的内螺纹111n的筒状螺母111,分切环112构成。
筒状螺母111在前端侧的内螺纹111n与基端侧的内向法兰113之间形成比外螺纹1n,9n直径大的内挖内周部111a,内向法兰113在轴心P方向形成与法兰部9不干涉程度的内径部113a。分切环112为将圆形环分段成三个以上(例如,由约120度的3个扇形部件构成),可让内向法兰113或内螺纹111n从外部自由地进入内挖内周部111a,并且可在内挖内周部111a中装配成环状。另外,分切环12也可由具有通过如开口环那样地处于径向程度挠曲而可进入内挖内周部111a中的挠性的单一C字形体构成。
使用该第5变形构造的维持机构I的装配如下。即,根据上述要领,预先将分切环112进入内挖内周部111a的状态,之后的工序与前述的第4变形构造的维持机构I的场合相同。因此,省略了对其以上的装配顺序的说明。
其他实施例
在图1~图3所示的集成板与流体器件的同心多重流道型连接结构中,外径侧的第2垫圈G2尽管图示省略了,但可以为外周壁63的上下端比内周壁53短并且仅水平状切断的构造。在双重管道连接结构中,在最外径侧的第2垫圈G2的外周壁63上可无密封功能。在实施例1~5中的垫圈G1,G2为上下和左右成对称形状,但可以是例如内外周壁的长度或厚度不同或者可以是上下非对称等,并不限于图示的形状。另外,也可以是在外侧的环状流体通路8的再外侧具有一或多个环状的流体通路的三重以上的集成板与流体器件的连接结构,位于最外侧的垫圈以外的垫圈采用其内外周面这两者兼作流体路径的构成。
另外,作为本发明的“流体器件”,定义为阀、泵、储液器、流体贮存容器、热交换器、调节器、压力计、流量计、加热器、法兰管道等主要为集成板以外的流体关系构件的总称。此外,作为带有拉靠功能的维持机构,也可以是松紧螺丝扣式(例如:在图9或图1 9所示的构造中,将任意一个外螺纹1n,9n作为反螺纹,将跨接在这两个外螺纹1n,9n上的开口环螺纹安装的构造)。另外,对于环状推压突起33,43,可由环状推压壁部33,43替代,可将这些环状推压突起12,13,22,23,32,42与环状推压壁部33,43统称定义为“环状推压部分”。
Claims (21)
1.一种集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,集成板具有第1流体供排口部,该第1流体供排口部开口有以同心状形成的管状的流体通路或环状的流体通路和一个以上的环状的流体通路,流体器件具有第2流体供排口部,该第2流体供排口部开口有以同心状形成的管状的流体通路或环状的流体通路和一个以上的环状的流体通路,将集成板的所述第1流体供排口部与流体器件的所述第2流体供排口部,通过使各自的多个流体通路分别相对应、且在经由介于所述第1流体供排口部与所述第2流体供排口部之间的多个环状的垫圈而使各流体通路密封的状态下连通而连接,
在这种状态下,在所述第1流体供排口部以及所述第2流体供排口部上,在开口于各端面的所述各流体通路的外径侧部分形成环状突起,
所述各垫圈由具有挠性的材料构成,且具有为了将所述第1、第2流体供排口部的相对应的所述流体通路相互连通而形成的流体路径、以及为了与形成于所述第1和第2流体供排口部的端面上的所述环状突起分别嵌合而形成于所述流体路径的外径侧部分的一对环状槽;
具备维持机构,该维持机构维持着接合状态,该接合状态是使所述第1流体供排口部与所述第2流体供排口部隔着所述多个垫圈而相互拉靠,所述第1流体供排口部的所述环状突起与所述各垫圈的一端的环状槽嵌合,所述第2流体供排口部的所述环状突起与所述各垫圈的另一端的所述环状槽嵌合,从而形成嵌合密封部的状态,
同时,在所述多个垫圈中,在所述接合状态下在内径侧和外径侧这两者上存在所述流体通路的中间垫圈,其外周面形成为构成壁面的状态,该壁面用于形成环状的流体路径,该环状的流体路径将存在于所述中间垫圈的外径侧的所述第1流体供排口部的所述环状的流体通路和所述第2流体供排口部的所述环状的流体通路连通。
2.按照权利要求1所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,在所述第1和第2流体供排口部的端面上的所述环状突起的内径侧和外径侧上形成有环状推压部分,该环状推压部分抑制或阻止为了形成所述垫圈的所述环状槽而向轴心方向突出形成的内外的周壁端部因所述环状槽与所述环状突起嵌合而引起的扩宽变形。
3.按照权利要求2所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述周壁端部与所述环状推压部分在所述接合状态下被压接而形成密封部。
4.按照权利要求3所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述环状推压部分形成为具有使所述环状突起侧的侧周面倾斜的锥形周面的前窄状的环状突起,以使由所述环状推压部分与所述环状突起围住的谷部成内窄状,所述周壁端部形成为前窄状的环状突起,具有与所述环状推压部分的锥形周面相抵接的锥形周面,并且可自由进入所述谷部内,在所述接合状态下,所述周壁端部进入所述谷部内,使所述两个锥形周面相互压接。
5.按照权利要求1~4中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述垫圈的截面形状呈相对于沿着所述第1和第2流体供排口部的轴心方向的中心线和垂直于该中心线的中心线这两者而成线对称的近似H型形状。
6.按照权利要求1~5中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述维持机构发挥将所述第1流体供排口部与第2流体供排口部拉靠而获得所述接合状态的拉靠功能。
7.按照权利要求6所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述维持机构具有形成于所述第1流体供排口部与第2流体供排口部的至少任意一方的端部上的外向法兰、形成于该外向法兰上的贯通孔、以及通过该贯通孔而与设置在所述第1流体供排口部与第2流体供排口部的任意另一方上的螺母部螺旋紧固的螺栓,
通过使所述螺栓与所述螺母部螺旋紧固,所述第1流体供排口部与第2流体供排口部隔着所述多个垫圈而相互拉靠。
8.按照权利要求6所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述维持机构包括:筒状螺母,其具有与形成在所述第1流体供排口部和第2流体供排口部的任意一方的外周部上的外螺纹部可自由地螺纹配合的内螺纹部;分切环,其以与形成于所述第1流体供排口部和第2流体供排口部的任意另一方的端部上的外向法兰在所述第1、第2流体供排口部的轴心方向上发生干涉的方式外嵌在所述第1流体供排口部和第2流体供排口部的任意另一方的端部上,
在所述筒状螺母的一端部上形成有内向法兰,该内向法兰具有容许所述外向法兰通过且与所述分切环在所述轴心方向上干涉的开口部,
通过所述筒状螺母对所述外螺纹部的紧固操作,所述第1流体供排口部与第2流体供排口部隔着所述多个垫圈而相互拉靠。
9.按照权利要求1~8中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述垫圈由氟化乙烯树脂形成。
10.按照权利要求1~9中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述第1流体供排口部与第2流体供排口部由氟化乙烯树脂形成。
11.一种集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,集成板具有开口有管状的流体通路的第1流体供排口部,流体器件具有开口有管状的流体通路的第2流体供排口部,在通过介于这些第1流体供排口部与第2流体供排口部之间的环状的垫圈而将所述流体通路密封的状态下将集成板的所述第1流体供排口部与流体器件的所述第2流体供排口部连通而连接,
在这种状态下,在所述第1流体供排口部以及所述第2流体供排口部上,在开口于各端面的所述各流体通路的外径侧部分形成有环状突起;
所述垫圈由具有挠性的材料构成,并且具有:为了将所述第1、第2流体供排口部的相对应的所述流体通路相互连通而形成的流体路径;为了与形成于所述第1和第2流体供排口部的端面上的所述环状突起分别嵌合而形成于所述流体路径的外径侧部分上的一对环状槽,
具有维持机构,该维持机构维持着接合状态,该接合状态是使所述第1流体供排口部与所述第2流体供排口部隔着所述垫圈而相互拉靠,所述第1流体供排口部的所述环状突起与所述垫圈的一端的环状槽嵌合,所述第2流体供排口部的所述环状突起与所述垫圈的另一端的所述环状槽嵌合,从而形成嵌合密封部的状态。
12.按照权利要求11所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,在所述第1和第2流体供排口部的端面上的所述环状突起的内径侧和外径侧上形成有环状推压部分,该环状推压部分抑制或阻止为了形成所述垫圈的所述环状槽而向轴心方向突出形成的内外的周壁端部因所述环状槽与所述环状突起嵌合引起的扩宽变形。
13.按照权利要求12所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述周壁端部与所述环状推压部分在所述接合状态下被压接而形成密封部。
14.按照权利要求13所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述环状推压部分形成为具有使所述环状突起侧的侧周面倾斜的锥形周面的前窄状的环状突起,以使由所述环状推压部分与所述环状突起围住的谷部成内窄状,所述周壁端部形成为前窄状的环状突起,具有与所述环状推压部分的锥形周面相抵接的锥形周面,并且可自由进入所述谷部内,在所述接合状态下,所述周壁端部进入所述谷部内,使所述两个锥形周面相互压接。
15.按照权利要求11~14中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,在所述集成板上,所述第1流体供排口部形成有多个,在所述流体器件上,所述第2流体供排口部与所述第1流体供排口部的存在数相对应而形成有多个,并且,这些多个第1和第2流体供排口部相互在同一平面上分别隔着垫圈而可自由地连通而连接。
16.按照权利要求11~15中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述垫圈的截面形状呈相对于沿着所述第1和第2流体供排口部的轴心方向的中心线和垂直于该中心线的中心线这两者成线对称的近似H型形状。
17.按照权利要求11~16中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述维持机构发挥将所述第1流体供排口部与第2流体供排口部拉靠而获得所述接合状态的拉靠功能。
18.按照权利要求17所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述维持机构具有:形成在所述第1流体供排口部和第2流体供排口部的至少任意一方的端部上的外向法兰;形成于该外向法兰上的贯通孔;通过该贯通孔而与设置于所述第1流体供排口部和第2流体供排口部的任意另一方上的螺母部螺旋紧固的螺栓,
通过将所述螺栓螺旋紧固到所述螺母部上,所述第1流体供排口部与第2流体供排口部隔着所述垫圈相互拉靠。
19.按照权利要求17所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述维持机构包括:筒状螺母,其具有与形成在所述第1流体供排口部和第2流体供排口部的任意一方的外周部上的外螺纹部可自由地螺纹配合的内螺纹部;分切环,其以与形成于所述第1流体供排口部和第2流体供排口部的任意另一方的端部上的外向法兰在所述第1、第2流体供排口部的轴心方向上发生干涉的方式外嵌在所述第1流体供排口部和第2流体供排口部的任意另一方的端部上,
在所述筒状螺母的一端部上形成有内向法兰,该内向法兰具有容许所述外向法兰通过且与所述分切环在所述轴心方向干涉的开口部,
通过所述筒状螺母对所述外螺纹部的紧固操作,所述第1流体供排口部与第2流体供排口部隔着所述多个垫圈而相互拉靠。
20.按照权利要求11~19中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述垫圈由氟化乙烯树脂形成。
21.按照权利要求11~20中任一项所述的集成板与流体器件的连接结构,其特征在于,所述第1流体供排口部与第2流体供排口部由氟化乙烯树脂形成。
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